Verbesserte Anwendungen für Carbonfasern in Beton

Bild von einer Kohlefaser unter dem Mikroskop
TUD/Marco Liebscher

Kohlenstofffasern bzw. Carbonfasern (CF) werden aufgrund ihrer sehr hoher Steifigkeit und Festigkeit immer häufiger in Verbundwerkstoffen genutzt – in den letzten Jahren auch verstärkt in der Bauindustrie. Für Beton ist diese Verbindung insbesondere bei höheren Temperaturen nicht immer ausreichend stabil. Dabei gilt Carbonbeton als ein Baustoff der Zukunft: Leicht, flexibel und deutlich weniger Ressourcenverbrauch als bei Stahlbeton.

Das Institut für Baustoffe und das Institut für Statik und Dynamik der TU Dresden haben in Zusammenarbeit mit der Shanghai Jiao Tong Universität in China erforscht, mit welchen Methoden eine stabilere Verbindung möglich ist. Dazu gehören sowohl technologische als auch physikalisch-chemische Ansätze, die eine verbesserte Faser-Matrix-Wechselwirkung bei verschiedenen Temperaturen erzielen können. Dabei wurden sowohl textiltechnische Ansätze, wie beispielsweise geeignete Beschichtungs- oder Imprägnierungsmaterialien als vielversprechend identifiziert, als auch physikalisch-chemische Ansätze mittels Plasmabehandlungen oder elektrochemischer Abscheidung.
In einem großen Übersichtsartikel der renommierten Fachzeitschrift „Progress in Materials Science“, einem Journal mit außergewöhnlich hohem „Impact Factor“, konnten die Wissenschaftler der TU Dresden und der Shanghai Jiao Tong Universität nun einer großen Fachöffentlichkeit die verschiedenen Modifizierungsmethoden, die eine verbesserte Lastübertragung zwischen Kohlenstofffasern und zementbasierten Matrices ermöglichen sollen, vergleichend vorstellen.

Für die Dresdner Wissenschaftler ist der Beitrag in der international viel beachteten Zeitschrift ein großer Erfolg. Die Veröffentlichung in dem Fachmagazin ist ein Hinweis, dass die Problemstellung des besseren Faserverbunds in zementbasierten Matrices, die bisher hauptsächlich in Forschungsarbeiten von Bauingenieuren relevant war, auf ein Grundlagenniveau gebracht wurde, das nun für eine weit größere Fachcommunity an Bedeutung gewonnen hat.

Progress in Materials Science: „A review of carbon fiber surface modification methods for tailor-made bond behavior with cementitious matrices”: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0079642522001219

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Marco Liebscher
Institut für Baustoffe / Institute of Construction Materials
Fakultät Bauingenieurwesen / Faculty of Civil Engineering
Technische Universität Dresden
Tel.: +49 351 463 42 853
E-Mail: marco.liebscher@tu-dresden.de

http://www.tu-dresden.de

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